通用PCB设计网格 系统

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完整的PCB设计系统解决方案MentorGraphics的Expedition系列

完整的PCB设计系统解决方案MentorGraphics的Expedition系列

完整的PCB 设计系统解决方案Mentor Graphics 的Expedition 系列流程是专为大中型企业、研究院所,以及广泛使用高级PCB 设计技术或高速系统设计的团队量身定制的高度集成的系统设计平台,将业界最先进的设计和分析功能融合到包括设计数据管理和约束管理的单一环境中。

主要功能特点:完整的设计流程,包括库设计与管理、原理图设计、PCB 设计、生产数据的处理、SI 仿真、EMC/EMI 分析、热分析及数模混合仿真等,整个流程紧密结合,确保设计数据在整个流程中无缝传递;获得专利的并行设计技术,可以实现原理图和PCB 的多人协同设计;集成企业信息管理和供应链系统,实现优化的零部件挑选和采购,以及与生产的有效沟通;最先进的布局和布线技术,大幅度提高设计效率,缩短产品上市时间,提高产品质量;全面支持前沿的PCB 设计技术,比如高密度互联(HDI)/微过孔、埋入式元件、刚柔结合板,以及多引脚/高性能的IC 封装;紧密结合FPGA 设计流程,缩短设计周期,优化系统性能,减少产品成本;;与RF 分析工具Agilent ADS 无缝结合,消除RF 设计“黑盒子” 共享式约束编辑管理系统,方便流程中的所有工具使用;开放式的架构,为客户提供工业标准的开发语言及函数接口,如C、Java、VB 等,1 方便用户进行二次开发及定制个性化设置。

产品分类描述Expedition PCB Expedition PCB 作为最新一代的PCB 设计工具的代表,为当今高复杂度、高速PCB 设计、分析及生产制造提供了完整的、流畅的设计环境。

Expedition PCB 的核心是当今业界最受称誉的AutoActive 技术,该技术采用了实时45 度角无网格算法,将无网格交互布线和自动布线完美结合,将PCB 设计引入了一个新的高度。

最新器件工艺支持如Expedition PCB 支持当今最新的器件封装类型,BGA 类、CSOP 类、QSP 类、PLCC类等,支持所有器件封装的自动扇出,支持埋孔、盲孔的各种设计需求如引脚下、引脚边、引脚外不同位置放置过孔,支持微孔设计的各种工艺;性能极为优异的交互布线Expedition PCB 在交互布线的性能上远远领先其他工具,包括竞争对手都不得不折服。

PCB设计规范

PCB设计规范

PCB设计标准前言本标准参考国家标准印制电路板设计和使用等标准编制而成。

一、布局●元件在二维、三维空间上不能产生冲突。

●先放置与构造关系密切的元件,如接插件、开关、电源插座等。

对于按键,连接器等与构造相关的元器件放置好后应锁定,以免在无意之中移动。

●如果有一样构造电路局部,尽可能采用“对称式〞标准布局。

●元器件的排列要便于调试和维修,小元件周围尽量不放置大元件、需调试的元、器件周围要有足够的空间。

●按照“先大后小,先难后易〞的布置原那么,重要的单元电路、核心元器件应当优先布局。

●布局应尽量满足以下要求:总的连线尽可能短,关键信号线最短;高电压、大电流信号与小电流,低电压的弱信号完全分开;模拟信号与数字信号分开;高频信号与低频信号分开;高频元器件的间隔要充分;●发热元件要一般应均匀分布(如果有散热片还需考虑其所占的位置),且置于下风位置以利于单板和整机的散热,电解电容离发热元件最少400mil;除温度检测元件以外的温度敏感器件应远离发热量大的元器件。

●元器件离板边尽量不小于5mm,特殊情况下也应大于板厚。

●如果PCB用排线连接,控制排线对应的插头插座必须成直线,不穿插、不扭曲。

●连续的40PIN排针、排插必须隔开2mm以上。

●考虑信号流向,合理安排布局,使信号流向尽可能保持一致。

●输入、输出元件尽量远离。

●电压的元器件应尽量放在调试时手不易触及的地方。

●驱动芯片应靠近连接器。

●有高频连线的元件尽可能靠近,以减少高频信号的分布参数和电磁干扰。

●对于同一功能或模组电路,分立元件靠近芯片放置。

●连接器根据实际情况必须尽量靠边放置。

●开关电源尽量靠近输入电源座。

●BGA等封装的元器件不应放于PCB板正中间等易变形区●BGA等阵列器件不能放在底面,PLCC、QFP等器件不宜放在底层。

●多个电感近距离放置时应相互垂直以消除互感。

●元件的放置尽量做到模块化并连线最短。

●在保证电气性能的前提下,尽量按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准优化布局。

PCB四密度通用测试技术介绍

PCB四密度通用测试技术介绍

四密度通用测试技术介绍1 通用测试技术的起源和发展最早的PCB通用电性测试技术可追溯至七十年代末八十年代初, 由于当时的元器件均采用标准封装(Pitch为100mil), PCB亦只有THT(通孔技术)密度层次, 所以欧美测试机厂商就设计了一款标准网格的测试机, 只要PCB上的元件和布线是按照标准距离排布的,则每个测试点均会落在标准网格点上, 因为当时所有PCB都能通用, 故称为通用测试机。

由于半导体封装技术的发展, 元器件开始有了更小的封装及贴片(SMT)封装, 标准密度通用测试开始不再适用, 于是九十年代中期, 欧美的测试厂商又推出了双倍密度测试机, 并结合用一定的钢针斜率制造夹具以转换PCB测试点与机器网格连接, 随着HDI制程工艺的逐渐成熟, 双倍密度通用测试又不能完全满足测试的需求,于是在二000年左右, 欧洲测试机厂商又推出了四倍密度网格通用测试机。

图一为网格规格:(图一) 网格密度单密度双密度四密度2 通用测试的关键技术2·1开关元件要满足大部份HDI PCB的测试要求, 测试面积必须要足够大, 通常有以下标准尺寸: 9.6×12.8(inch)、16 X12.8(inch)、24×19.2(inch), 在双密度满网格(Full Grid)情况下, 上述三种尺寸测试点数分别是49512、81920、184320, 电子元件的数量高达数十万, 开关元件是保证测试稳定的一个核心元件, 要求其具有耐高压(>300V)、低漏电等性能, 同时电阻值等电气性能要均衡一致,所以这类元件一定要经过严格的筛选与检测, 通常以晶体管或场效应管作为开关元件,基本线路如图二所示:图(二):开关回路晶体三极管的优缺点:优点: 成本低,抗静电击穿能力强, 稳定性高;缺点: 电流驱动,电路比较复杂, 需隔离基流(Ib)影响, 功耗大场效应管的优缺点:优点: 电压驱动, 电路简单, 不受基流(Ib)影响,功耗小缺点: 成本高, 极易发生静电击穿, 需加静电保护措施, 稳定性不高, 所以会增加维修成本。

PCB四密度通用测试技术介绍(doc 6页)

PCB四密度通用测试技术介绍(doc 6页)

PCB四密度通用测试技术介绍(doc6页)部门: xxx时间: xxx整理范文,仅供参考,可下载自行编辑四密度通用测试技术介绍1 通用测试技术的起源和发展最早的PCB通用电性测试技术可追溯至七十年代末八十年代初, 由于当时的元器件均采用标准封装(Pitch为100mil), PCB亦只有THT(通孔技术)密度层次, 所以欧美测试机厂商就设计了一款标准网格的测试机, 只要PCB上的元件和布线是按照标准距离排布的,则每个测试点均会落在标准网格点上, 因为当时所有PCB都能通用, 故称为通用测试机。

由于半导体封装技术的发展, 元器件开始有了更小的封装及贴片(SMT)封装, 标准密度通用测试开始不再适用, 于是九十年代中期, 欧美的测试厂商又推出了双倍密度测试机, 并结合用一定的钢针斜率制造夹具以转换PCB测试点与机器网格连接, 随着HDI制程工艺的逐渐成熟, 双倍密度通用测试又不能完全满足测试的需求,于是在二000年左右, 欧洲测试机厂商又推出了四倍密度网格通用测试机。

图一为网格规格:(图一) 网格密度单密度双密度四密度2 通用测试的关键技术2·1开关元件要满足大部份HDI PCB的测试要求, 测试面积必须要足够大, 通常有以下标准尺寸: 9.6×12.8(inch)、16 X12.8(inch)、24×19.2(inch), 在双密度满网格(Full Grid)情况下, 上述三种尺寸测试点数分别是49512、81920、184320, 电子元件的数量高达数十万, 开关元件是保证测试稳定的一个核心元件, 要求其具有耐高压(>300V)、低漏电等性能, 同时电阻值等电气性能要均衡一致,所以这类元件一定要经过严格的筛选与检测, 通常以晶体管或场效应管作为开关元件,基本线路如图二所示:图(二):开关回路晶体三极管的优缺点:优点: 成本低,抗静电击穿能力强, 稳定性高;缺点: 电流驱动,电路比较复杂, 需隔离基流(Ib)影响, 功耗大场效应管的优缺点:优点: 电压驱动, 电路简单, 不受基流(Ib)影响,功耗小缺点: 成本高, 极易发生静电击穿, 需加静电保护措施, 稳定性不高, 所以会增加维修成本。

常用的pcb设计软件有哪些

常用的pcb设计软件有哪些

常用的pcb设计软件有哪些常见的PCB设计软件有以下几种:1. Altium Designer:Altium Designer是一款功能强大的PCB设计软件,提供完整的设计解决方案,包括原理图设计、PCB布局与布线、设计规则检查和仿真等功能。

该软件易于学习和使用,适用于各种复杂的电路设计。

2. Cadence Allegro:Cadence Allegro是另一款领先的PCB设计软件,在电子设计自动化(EDA)行业中被广泛使用。

它具有强大的电路仿真和布局布线功能,支持多种设计约束和规则,能够有效提高设计效率。

3. Mentor Graphics PADS:Mentor Graphics PADS是一款功能全面的PCB设计软件,适用于各种规模的设计项目。

它具有直观的用户界面和丰富的库,可以帮助设计师快速进行原理图设计、元件布局和布线等工作。

4. EAGLE:EAGLE是一款经典的PCB设计软件,由CadSoft公司开发。

它具有易于使用的界面和强大的功能,可以满足大多数小型项目的设计需求。

EAGLE还有一个庞大的用户社区,可以共享各种元件库和设计资源。

5.OrCAD:OrCAD是一款功能丰富的EDA软件套件,包括原理图设计、仿真、布局布线和印制电路板制造等工具。

它具有直观的界面和强大的功能,适用于各种项目的设计需求。

6. Proteus:Proteus是一款多功能的EDA软件,包括原理图设计、硬件电路仿真和PCB设计等功能。

它提供了丰富的元件库和仿真模型,可以帮助设计师进行快速的原型开发和验证。

7. P-CAD:P-CAD是一款易于使用的PCB设计软件,由Autotrax Design Systems开发。

它提供了直观的用户界面和强大的功能,包括原理图设计、布局布线、自动路由和设计规则检查等功能。

8. Kicad:KiCad是一款免费、开源的PCB设计软件,具有原理图设计、PCB布局和布线等功能。

它支持多平台运行,具有用户友好的界面和强大的功能,适用于各种项目的设计需求。

Mentor-Graphics公司PCB设计平台解决方案

Mentor-Graphics公司PCB设计平台解决方案

Mentor Graphics企业PCB设计平台处理方案1.1 系统级PCB设计流程Mentor Graphics企业可以提供全线旳系统及PCB设计、仿真及原则化处理方案,如下图所示。

图2 PCB 设计、仿真及原则化处理方案1.2 模块阐明1.2.1 DxDesigner完备旳高性能原理图输入工具DxDesigner是原理图设计输入旳完整处理方案,包括设计创立、设计定义和设计复用。

提供强大旳原理图输入功能,实现PCB网表旳自动转换,支持LMS(Library ManagementSystem)库管理系统,保证迅速而以便地选择最理想、最廉价同步也是最轻易采购旳器件;DxDesigner支持层次化分页式模块化设计,以便实现设计复用缩短设计周期;集成旳仿真和高速电路分析环境保证概念设计阶段电路功能和性能满足设计指标,从而减少失误导致旳设计反复;设计数据集中管理保证企业内部从采购到生产各部门之间数据信息旳高度一致性,深入提高效率并且减少失误。

图3 DxDesigner设计界面DxDesigner是一种业界广泛使用旳、通用旳前端原理图设计工具,其兼容性可体现为三个方面:--兼容Protel/ Altium设计DxDesigner提供Protel/ Altium转换器,可与Protel/ Altium进行设计原理图和符号库进行双向数据转换。

--兼容Cadence(OrCAD)与PowerLogic设计DxDesigner提供OrCAD/ PADS Logic转换器,可直接导入OrCAD与PADS Logic环境下旳设计文献和符号库,转换过程中不丢失任何设计信息。

--兼容多种格式旳PCB网表与物理设计规则输出DxDesigner支持PADS Layout、Cadence Allegro、Expedition、BoardStation、Zuken等多种格式旳PCB网表输出与物理设计规则输出。

1.2.2 Expedition PCB 高速高密度PCB设计工具Expedition PCB为设计师提供了用于复杂PCB物理设计、分析和加工一整套可伸缩旳工具,它将交互设计和自动布线有机地整合到一种设计环境中。

MentorExpeditionPCB中文版教程

MentorExpeditionPCB中文版教程一、Mentor Expedition PCB 简介Mentor Expedition PCB 是一款全面涵盖PCB设计流程的软件。

它支持从原理图设计、布局、元器件选择、走线到输出制造文件的全过程。

其设计流程可以高度自动化,减少设计时间,并提供高质量的设计结果。

二、Mentor Expedition PCB 安装与设置2.运行软件,进入初始设置界面;3.在设置界面中选择默认的工作目录和文件夹,点击“确定”按钮;4.进入主界面后,点击“文件”-“新建”来创建新的设计项目。

三、Mentor Expedition PCB 原理图设计1.点击左侧工具栏中的“原理图”图标,进入原理图设计模式;2.在工具栏中选择需要的画线、放置器件等工具;3.使用鼠标在画布上进行组件放置和连线;4.在右侧的元件库中找到所需组件,拖放至画布上;5.右键单击组件,选择属性进行设置;6.完成原理图设计后,保存工程,准备进入布局环节。

四、Mentor Expedition PCB 布局设计1.点击左侧工具栏中的“布局”图标,进入布局设计模式;2.在顶部菜单栏中选择设计规则、网格设置等;3.使用鼠标在组件上进行移动和旋转;4.右键单击组件,选择属性进行设置,如阻抗、引脚间距等;5.使用走线工具进行信号线的连接;6.在规则检查中检查布局是否符合设计规范;7.完成布局设计后,保存工程,准备进行走线。

五、Mentor Expedition PCB 走线设计1.点击左侧工具栏中的“走线”图标,进入走线设计模式;2.使用鼠标选择需要走线的信号线;3.使用走线工具,进行走线的设置和路径规划;4.在走线过程中,可以使用多种布线规则和约束;5.多层走线时,可以通过层间过渡进行信号线的转移;6.在规则检查中检查走线是否符合设计要求;7.完成走线设计后,保存工程,准备输出制造文件。

六、Mentor Expedition PCB 制造文件输出1.点击左侧工具栏中的“制造”图标,进入制造文件输出模式;2. 在顶部菜单栏中选择需要输出的文件格式,如 Gerber 文件、BOM 文件等;3.在弹出的对话框中选择输出路径和文件名;4.确认输出设置后,点击“确定”按钮,开始生成制造文件;5.生成完毕后,可以通过打开文件所在目录来查看生成的文件。

四密度通用测试技术介绍(精)

四密度通用测试技术介绍1 通用测试技术的起源和发展最早的PCB通用电性测试技术可追溯至七十年代末八十年代初, 由于当时的元器件均采用标准封装(Pitch为100mil), PCB亦只有THT(通孔技术)密度层次, 所以欧美测试机厂商就设计了一款标准网格的测试机, 只要PCB上的元件和布线是按照标准距离排布的,则每个测试点均会落在标准网格点上, 因为当时所有PCB都能通用, 故称为通用测试机。

由于半导体封装技术的发展, 元器件开始有了更小的封装及贴片(SMT)封装, 标准密度通用测试开始不再适用, 于是九十年代中期, 欧美的测试厂商又推出了双倍密度测试机, 并结合用一定的钢针斜率制造夹具以转换PCB测试点与机器网格连接, 随着HDI制程工艺的逐渐成熟, 双倍密度通用测试又不能完全满足测试的需求,于是在二000年左右, 欧洲测试机厂商又推出了四倍密度网格通用测试机。

图一为网格规格:(图一) 网格密度单密度双密度四密度2 通用测试的关键技术2·1开关元件要满足大部份HDI PCB的测试要求, 测试面积必须要足够大, 通常有以下标准尺寸: 9.6×12.8(inch)、16 X12.8(inch)、24×19.2(inch), 在双密度满网格(Full Grid)情况下, 上述三种尺寸测试点数分别是49512、81920、184320, 电子元件的数量高达数十万, 开关元件是保证测试稳定的一个核心元件, 要求其具有耐高压(>300V)、低漏电等性能, 同时电阻值等电气性能要均衡一致,所以这类元件一定要经过严格的筛选与检测, 通常以晶体管或场效应管作为开关元件,基本线路如图二所示:图(二):开关回路晶体三极管的优缺点:优点: 成本低,抗静电击穿能力强, 稳定性高;缺点: 电流驱动,电路比较复杂, 需隔离基流(Ib)影响, 功耗大场效应管的优缺点:优点: 电压驱动, 电路简单, 不受基流(Ib)影响,功耗小缺点: 成本高, 极易发生静电击穿, 需加静电保护措施, 稳定性不高, 所以会增加维修成本。

最常用的三款PCB设计软件简介

最常用的三款PCB设计软件简介1、PROTEL 电路自动设计PROTEL是PORTEL公司在20世纪80年代末推出的电路行业的CAD软件,它当之无愧地排在众多EDA软件的前面,是PCB设计者的首选软件。

它较早在国内使用,普及率也最高,有些高校的电路专业还专门开设了课程来学习它。

几乎所有的电路公司都要用到它。

早期的PROTEL主要作为印刷板自动布线工具使用,运行在DOS环境,对硬件的要求很低,在无硬盘286机的1M内存下就能运行。

它的功能较少,只有电原理图绘制与印刷板设计功能,印刷板自动布线的布通率也低。

现在的PROTEL已发展到PROTEL99(网络上可下载到它的测试版),是个庞大的EDA软件,完全安装有200多MB,它工作在Windows 95环境下,是个完整的全方位电路设计系统,它包含了电原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印刷电路板设计(包含印刷电路板自动布线)、可编程逻辑器件设计、图表生成、电路表格生成、支持宏操作等功能,并具有Client/Ser ver (客户/服务器)体系结构,同时还兼容一些其它设计软件的文件格式,如ORCAD、PSPICE、EXCEL等。

使用多层印制线路板的自动布线,可实现高密度PCB的100%布通率。

2、ORCAD EDA软件ORCAD是由ORCAD公司于20世纪80年代末推出的EDA软件。

它是世界上使用最广的EDA软件,每天都有上百万的电路工程师在使用它,相对于其它EDA软件而言,它的功能也是最强大的,由于ORCAD软件使用了软件狗防盗版,因此在国内它并不普及,知名度也比不上PROTEL,只有少数的PCB设计者使用它。

早在工作于DOS环境的ORCAD 4.0,它就集成了电原理图绘制、印制电路板设计、数字电路仿真、可编程逻辑器件设计等功能,而且它的界面友好且直观。

它的元器件库也是所有EDA软件中最丰富的,在世界上它一直是EAD软件中的首选。

ORCAD公司在去年7月与C ADENCE公司合并后,更成为世界上最强大的开发EDA软件的公司,它的产品ORCAD世纪集成版工作于Windows 95与Windows NT环境下,集成了电原理图绘制,PCB设计、模拟与数字电路混合仿真等功能。

PCB相关设计软件LayoutPlus介绍


03
LayoutPlus 设计流程
设计准备
确定设计方案
根据产品需求,确定PCB板级设计要求、接口协 议和性能指标等方案。
选择正确的库
LayoutPlus软件自带多种库文件,需要根据设计 需求选择合适的库。
确定板型与布局
根据产品需求,确定板型、尺寸、布局等参数。
设计布局
元件布局
根据功能需求,将各元件 按照合理的位置和排列方 式进行布局。
电源/地分配
根据产品需求,合理分配 电源和地,并设计电源滤 波电路。
信号流向
根据信号的流向进行布局 ,以保证信号的质量和稳 定性。
设计路由
01
选择正确的线宽和间 距
根据设计需求,选择合适的线宽和间 距,以保证信号质量和稳定性。
02
自动布线
使用LayoutPlus软件的自动布线功能 ,快速完成布线操作。
LayoutPlus的版本兼容性
LayoutPlus的故障排除
THANKS
04
LayoutPlus 的优势和不足
LayoutPlus 的优势
快速和高效
强大的设计功能
LayoutPlus 采用了最新的图形处理和 计算技术,能够快速、准确地完成 PCB 设计。
LayoutPlus 提供了丰富的设计工具和 功能,例如自足各种 复杂 PCB设计的需求。
《pcb相关设计软件layoutplus 介绍》
xx年xx月xx日
目 录
• LayoutPlus 简介 • LayoutPlus 功能特点 • LayoutPlus 设计流程 • LayoutPlus 的优势和不足 • LayoutPlus 的安装和使用
01
LayoutPlus 简介
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  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

通用PCB设计网格系统摘要:PCB设计布线使用多种度量单位往往会降低设计的完美性。

优秀的PCB设计由构建CAD库部件开始,然后就立刻开始面对元器件布局、过孔位置以及布线等各方面的挑战。

输出生产机器使用的数据可能会非常复杂,也可能会非常简单,这直接取决于整个PCB设计过程中使用的PCB设计布线的度量单位。

本文考察了电子行业最重要、但有时也会被忽视或想当然的一个课题——PCB设计网格系统。

引言:20世纪60年代到80年代,主要PCB设计网格系统一直采用英制单位。

所有PCB设计要素和网格布线的最小度量单位都是0.001” (1 mil),一切都是对称的、均衡的。

之后,在1988年,多家世界标准组织联合起来,一致认为,公制单位可以更好地解决PCB设计开发问题。

20世纪90年代,元器件制造商的产品技术资料和JEDEC元器件封装尺寸资料中开始转型,此前曾一度采用英制“英寸”单位的资料,现在开始逐渐转为采用公制单位。

世界标准组织IPC建议“PCB设计网格系统”的基本值为0.05mm,同时开始把PCB设计中的所有要素都统一到网格系统中。

然而,在美国,这受到大力抵制。

美国一些PCB设计企业、制造企业、机械工程师和电气工程师目前仍然反对这一转换。

从一种单位转向另一种单位,给PCB设计行业带来了混乱,因为PCB设计人员被迫在转型期间使用两种不同的单位。

CAD厂商处理转型的方式是引入了种“基于无网格形状”的自动布线功能,为PCB设计人员使用公制和英制引脚间距连接焊盘形状提供了一种解决方案。

他们引入了许多新的技术术语,如“网格外”(“Off-Grid”)或“无网格”(“Gridless”)和“基于形状的”布线解决方案。

这一概念完全基于这样一个事实,即以PCB设计规则作为主要因素,PCB设计人员的客观目标是遵守规则,而不管连接盘形状多么不规则。

某些CAD库元器件采用英制的引脚间距,某些采用公制引脚间距。

PCB设计网格系统出现混乱,处理无网格环境给PCB设计人员带来了新的挑战。

无网格系统对PCB布线的主要影响是轨迹路由计算粒度非常小,因此占用的存储器和CPU处理能力大大提高。

无网格系统新增了成千上万个变换选项,实际上降慢了自动布线工具的速度。

另外,这样也很难在两个元器件引线中心或过孔中心间方便的手动布线。

从创建CAD库、元器件布局、过孔放置到布线,“通用PCB设计网格系统”影响着一切项目,同时占用的计算机存储器和CPU处理能力大大下降。

它能标出引脚和走线的中心位置,提高了制造良品率。

它还改善了元器件布局和布线的整体美观性。

IPC 标准及设计完美PCB的最终目标是让PCB设计中所有的尺寸都以0.05 mm作为最小度量单位,向0.05mm网格系统看齐。

本文将排除疑议,证明这是一种最优秀的解决方案。

注:0.05mm = 0.0019685”或约等于2 mils。

下面将解释遵守“通用PCB设计网格系统”所需的指标,并了解这一体系的先进特点。

不过,我们首先要了解一下电子产品开发行业标准化进程中的几个主要组织。

电子标准组织:标准元件封装外形来自于专业编制元器件封装数据及实现文档和刊物标准化的行业标准组织。

标准组织介绍–• JEDEC –联合电子设备工程委员会半导体工程标准化机构,代表着电子行业的所有领域,包括分立元器件和集成电路封装标准。

• EIA –电子行业联盟由美国许多制造商组成的国家贸易组织,涉及卷带、托盘和管元器件封装标准,其最新出版的标准是EIA-481-D-2008。

• IEC –国际电子技术委员会IEC是一家领先的全球机构,为所有电气、电子和相关技术及相关一般学科(如术语和符号)编制和出版国际标准。

• NIST –国家标准和技术学会从原子钟到半导体,无数种产品和服务都在某种程度上依赖NIST。

NIST的使命是开发和推广度量、标准和技术,提高生产效率,促进贸易发展,改善生活质量。

• IPC –电子行业相关协会IPC是唯一把电子行业所有相关各方汇聚在一起的贸易协会,包括PCB设计人员、PCB制造商、PCB组装公司、供应商和原始设备制造商。

• ANSI –美国国家标准学会ANSI的使命是推广和促进自愿达成一致的标准和合格性评估系统,保护其完整性,加强美国企业的全球竞争力和美国的生活质量。

• EIAJ –日本电子行业协会EIAJ的使命是代表国内电子行业,处理面对的各种挑战和问题,包括与世界各地相关组织和协会合作,规划和实施各种方案。

• NEMI –国家电子制造计划NEMI是一家业内领先的联盟,使命是保证全球电子制造供应链的领导地位。

其会员包括数百家电子元器件制造商、供应商、协会、政府机构和高等院校。

• JEITA –日本电子和信息技术行业协会JEITA是日本一家行业组织,其活动涉及电子领域和信息技术(IT)领域。

JEITA涵盖了电子元器件、无线电和广播设备、计算机、医疗器械、测量和控制系统及组装。

创建焊盘 CAD库:在这些标准组织的指导下,PCB设计人员已经制订了各种规则,以使用CAD工具创建一致的优质连接盘图形。

在理想的通用网格系统中,许多单元的最小度量单位都是0.05mm,虽然这些规则也有一些例外,但大多数情况下适用这些规则。

IPC编制的SMT和PTH所有CAD库焊盘外形的通用尺寸–•外形的最小度量单位是0.05mm 包括丝网、组装和贴装•焊盘尺寸的最小度量单位是0.05mm•孔径的最小度量单位是0.05mm•极性标记的最小度量单位是0.05mm•本地基准的最小度量单位是0.05mm•指示标注高度和线宽的最小度量单位是0.05mmIPC-7351 标准中BGA封装使用的球栅阵列网格标准–•球和焊盘的尺寸的最小度量单位为0.05mm (参见表1)•引脚间隙的最小度量单位为0.05mm•封装体外形尺寸的最小度量单位为0.05mmJEDEC编制的QFP、SOP和SOT鸥翼型引脚封装标准–•封装体外形尺寸的最小度量单位为0.05mm•封装容差的最小度量单位为0.05mm•端子引线尺寸的最小度量单位为0.05mm•引脚间隙、焊盘尺寸“X, Y”的最小度量单位为0.05mm,焊盘中心“C”的最小度量单位为0.1mm。

参见图1。

EIA编制的电阻器、电容器、二极管和电感器芯片元器件引脚标准–•封装体外形长度和宽度的最小度量单位是0.05mm•端子引线尺寸的最小度量单位是0.05mm•焊盘尺寸“X, Y”的最小度量单位是0.05mm,焊盘中心“C”的最小度量单位是0.1mmJEDEC编制的SON、QFN、DFN、SOTFL和SODFL无铅元器件引脚标准–•引脚间距的最小度量单位为0.05mm•封装体外形尺寸的最小度量单位为0.05mm (包括高度)•端子引线尺寸的最小度量单位为0.05mm•封装容限的最小度量单位为0.05mm在当前元器件封装技术中,基本规则是在大多数情况下,元器件封装尺寸和焊接端子引线的最小度量单位是0.05mm。

当然,20世纪80年代生产的所有元器件封装是这一规则的例外情况。

为全面转向公制单位及引入成熟的电子产品开发自动化系统,必须消除基于英制的元器件封装。

元器件布局网格系统:如果要以毫米为单位构建CAD库部件,最好的布局网格规则是使用可以均匀划分成1mm的数值,且在小数点右面一位。

优化的公制布局网格包括:1mm、0.5mm, 0.2mm和0.1mm。

为实现最佳效果,只有在绝对必要时,才应该使用其它部件布局网格,如固定连接器或PCB边缘开关。

过孔尺寸和放置网格系统:过孔尺寸的最小度量单位是0.05mm,包括所有通孔尺寸。

在全局布线时最佳的过孔尺寸为:0.5mm焊盘、0.25mm通孔、0.7mm 无阻焊区域。

如果PCB设计中的每个过孔放在1mm网格系统上,那么设计时布线可以完美的穿过这些过孔而不会产生不必要的弯曲。

最佳的过孔放置网格是1mm,过孔间允许通过两条0.1mm走线。

参阅下面的图3、图4和图5。

1mm 间距BGA过孔,线宽为0.1mm 0.5mm 间距QFP过孔,线宽为0.1mm图5是这个阵列中两个过孔的放大图图5清楚地表明了对准1mm网格的两个过孔,其中两条0.1mm走线完美居中。

当然,在完美居中的两个过孔之间,也可以只布一条0.1mm 走线。

无阻焊区域不会超出走线界限,在参考平面上提供了一条干净的回路。

这为高速技术提供了一种杰出的走线解决方案,同时提供了简化的工作环境。

走线/ 空间尺寸网格系统:除一个是0.125mm (5 mils)外,公制走线宽度规则的最小度量单位是0.05mm。

0.25mm = 10 mils0.20mm = 8 mils0.15mm = 6 mils0.125mm = 5 mils0.10mm = 4 mils0.075mm = 3 mils0.05mm = 2 mils布线网格系统:最优秀的公制布线网格为0.05mm。

参考标注和文本网格系统:0.1mm是放置参考标注和文本常用的网格,空间比较紧张时则使用0.05mm。

覆铜和填充网格系统:0.1mm是覆铜轮廓和对准网格的常用网格,而0.05mm则可以用于高密度布局和布线。

安装孔尺寸和布局网格系统:所有安装孔焊盘的最小度量单位是0.05mm,布局网格的最小度量单位是0.05mm。

结论:通用PCB设计网格系统基于0.05mm单位。

对PCB设计的各个方面,所有形状和尺寸的最小度量单位应该是0.05mm。

为实现电子产品开发自动化,PCB设计必需转向公制单位。

美国是目前唯一没有使用公制单位作为主导度量衡的工业化国家。

但是,全球的PCB设计在历史上一直是由使用英制度量衡的元器件制造商和CAD厂商推动的。

很明显,不根据公制指标生产产品或服务的美国企业在世界市场上的竞争力可能会越来越低。

日本已经认识到,美国不使用公制单位在战略上妨碍了美国产品进入日本本土市场。

此外,欧洲市场各种产品标准的统一,将使得在欧洲市场销售非公制产品变得越来越难,不确定性日益提高。

大多数美国公司理解,使用公制单位对未来的经济成功至关重要,他们犹豫的原因,可能在于转换时间和转换方式的不确定性。

美国联邦政府机构正在采取积极措施,表明其决定在相关商业活动中采用公制度量衡。

例如,大多数元器件制造商已经把元器件尺寸的产品技术资料转换成毫米单位。

许多结果对公众并不是非常透明的,因为这不是美国联邦政府当前转型活动的直接目标。

大多数兽医和医疗机构已经完成到公制单位的转换,但是,工业是转型的主要目标,而且他们正在认识到这些并基本欢迎政府所采取的措施。

整个行业对继续转向公制单位的智慧之举的接受,在一定程度上源于他们认识到根据公制单位生产产品等于能够在未来的经济环境生存下来。

目前,大多数公司把产品出口到全球市场,预计这些市场都将在产品中采用公制度量衡。

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